零序电流过滤器的设计与应用

为了取得零序电流，通常采用三相电流互感器，按图1.34（a）的方式连接，此时流入继电器回路中的电流为：

对于正序或负序分量的电流，因三相相加后等于零，所以就没有输出，这种过滤器的接线实际上就是三相星形接线方式中在中线上所流过的电流，因此，在实际的使用中，零序电流过滤器并不需要专门的电流互感器，而是接入相间保护用电流互感器的中线就可以了。

零序电流过滤器也会产生不平衡电流，如图1.35所示为一个电流互感器的等效回路，考虑励磁电流的影响后，二次电流和一次电流的关系为：

图1.34　零序电流过滤器

因此，零序电流过滤器的等效回路可用图1.34（b）来表示，此时流入继电器的电流为：

图1.35　电流互感器的等效电路(www.xing528.com)

在正常运行和不接地的相间短路时，3个电流互感器一次侧电流的相量和必然为零，因此，流入继电器中的电流为：

图1.36　零序电流互感器接线示意图

称为零序电流互感器的不平衡电流。它是由3个互感器励磁电流不相等而产生的，而励磁电流的不等，则是由于铁芯的磁化曲线不完全相同以及制造过程中的某些差别而引起的。当发生相间短路时，电流互感器一次侧流过的电流值最大并且包含有非周期分量，因此，不平衡电流也达到最大值，以Iunb.max表示。

当发生接地短路时，在过滤器输出端有3I0的电流输出，此时，Iunb相对于3I0一般很小，因此可以忽略，零序保护即可反应于这个电流而动作。

此外，对于采用电缆引出的送电线路，还广泛地采用了零序电流互感器的接线以获得3I0，如图1.36所示，此电流互感器就套在电缆的外面，从其铁芯中穿过的电缆就是电流互感器的一次绕组。因此，这个互感器的一次电流就是只有当一次侧出现零序电流时，在互感器的二次侧才有相应的3I0输出，故称它为零序电流互感器。采用零序电流互感器的优点与零序电流过滤器相比，主要是没有不平衡电流，同时接线也更简单。